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针对某些钻井机械运行过程中的非平稳振动及其衍生现象的随机性和隐蔽性的特点，应用小波分析和分形理论，系统地研究了能够准确地识别机械系统随机性振动的方法。以某大型特种设备为例，采用上述两种方法对典型工况下的振动信号进行了分析，结果证明两者均能有效地识别机械振动的现象。为在复杂振动环境下，识别和描述振动形态提供了有效途径，对于实时监测复杂机械系统的运行状况，避免恶性生产事故的发生，进而实现对此类振动现象的预知具有积极的现实意义。